JP2013085927A - Method for coagulating blood that has flown out and method for using the same - Google Patents

Method for coagulating blood that has flown out and method for using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly coagulate blood that has flown out from a living tissue.SOLUTION: The surface of blood that has flown out from the living tissue is irradiated with light of a blue-violet spectral bandwidth with the wavelength of 380-515 nm, that is emitted from a light emitting diode (LED).

Description

本発明は、医学、歯学、生物学等の分野において有用な生体から流出する血液の凝固方法に関するものである。  The present invention relates to a method for coagulating blood flowing out from a living body, which is useful in fields such as medicine, dentistry, and biology.

医学、歯学領域の治療技術は、近年、著しく発展してきたが、どんなにその技術が発展しても生体組織を侵襲した際に起こる出血は避けては通れない現象である。同様に、その他の理由で生体が創傷されたときにも必ず出血が起こる。その出血の処置についてはその規模にもよるが、毛細血管を切断した程度の出血であれば、これまでその出血部を圧迫して例えば血小板等の生体が本来持っている血液凝固システムによって止める方法、出血部を焼き生体組織を熱凝固する方法、或いは薬物によって出血を抑える方法がとられてきた。最近では各種レーザーによる止血技術が発展してきたが、今なお、生体に対して負荷のかからないより良い処置方法、そして速やかに止血させる方法が求められている。  In recent years, medical and dentistry treatment technologies have been remarkably developed. However, even if the technology is developed, bleeding that occurs when a living tissue is invaded is an inevitable phenomenon. Similarly, bleeding occurs whenever a living body is wounded for other reasons. Depending on the scale of the bleeding treatment, if bleeding is to the extent that capillaries have been cut, a method of pressing the bleeding part so far and stopping with a blood coagulation system originally possessed by a living body such as platelets A method of burning a bleeding part and heat coagulating a living tissue or a method of suppressing bleeding with a drug has been taken. Recently, various types of laser hemostasis techniques have been developed. However, there is still a need for a better treatment method that does not place a burden on the living body and a method for quickly stopping hemostasis.

日本は高齢化社会を迎え、平均寿命は世界最高となっている。人々の希望は単なる延命よりも、より良く生きるというクオリティー・オブ・ライフ(QOL)に重点が置かれるようになってきており、話すことと食べることは特に高齢者にとって生き甲斐に通じる重要な機能であり、その意味で歯の保存を含めた咀嚼器官の健康維持はQOLを左右する大きな要因といえる。咀嚼は食物摂取に欠かせない機能であり、しかも最近の咀嚼システムの研究では、咀嚼は脳細胞を刺激し精神・神経の発達や賦活化を促すこと、免疫機能を高めること、更には肥満を抑制する等の様々な全身機能への影響が明らかになりつつある。したがって歯を失うことによる咀嚼機能の衰えは、痴呆への道中を加速することや、生活習慣病などを引き起こす可能性につながる。現在歯周病に羅患している人口割合は35〜65歳の中高年世代では80%を越え、歯周治療における人々の要求も高くその内容も様々である。また歯周病の発症と進行には多くの関連因子が複雑に関与しており、これまで行われてきた口腔清掃を中心とした予防処置だけでは解決することはできない。不幸にも歯周病にかかり治療を行う場合、その多くは機能回復と審美的な改善を求めるものであり、現段階ではこれらの需要に対して、従来行われてきた非再生療法を中心とする治療法では不十分といわざるを得ず、失われた歯周組織を再生し得る革新的な治療法が求められている。  Japan has an aging society and the average life expectancy is the highest in the world. People's hope is becoming more focused on the quality of life (QOL) of living better than just prolonging life, and speaking and eating are important functions that lead to life, especially for the elderly. In that sense, maintaining the health of the masticatory organs, including the preservation of teeth, can be said to be a major factor affecting QOL. Mastication is an indispensable function for food intake, and in recent masticatory system research, mastication stimulates brain cells to promote mental and neural development and activation, enhances immune function, and further improves obesity. The effects on various systemic functions such as suppression are becoming clear. Therefore, the deterioration of the masticatory function due to the loss of teeth leads to the possibility of accelerating the path to dementia and causing lifestyle-related diseases. The proportion of the population currently suffering from periodontal disease exceeds 80% in the middle-aged and older generation of 35 to 65 years old, and the demands of people in periodontal treatment are high and the contents are various. In addition, many related factors are involved in the onset and progression of periodontal disease, and cannot be solved only by preventive measures centered on oral cleaning. Unfortunately, many of the treatments for periodontal disease require recovery of function and aesthetic improvement. At present, these demands are mainly focused on non-regenerative therapies that have been used in the past. Therefore, there is a need for an innovative treatment that can regenerate lost periodontal tissue.

歯は上皮を突き破って口腔内に露出しており、歯と歯肉との境界で上皮の連続性が失われており、生体の中でも極めて特殊な環境にある。歯と歯肉は「上皮性付着」と「結合組織性付着」によって構成されている。前者は接合上皮と呼ばれる上皮が、ヘミデスモゾームと基底板を介して歯面(エナメル質)に接着している。後者は歯根膜(歯周靭帯)により構成され、歯根面セメント質内にコラーゲン線維が石灰化しながら埋入し、その線維が歯槽骨内にも同じく石灰化しながら埋入し歯肉線維に移行することにより、歯を歯槽骨や歯肉と強固に結合させている。  Teeth penetrate the epithelium and are exposed in the oral cavity, and the continuity of the epithelium is lost at the boundary between the teeth and the gingiva, and it is in a very special environment in the living body. Teeth and gingiva are composed of “epithelial attachment” and “connective tissue attachment”. In the former, the epithelium called the junctional epithelium adheres to the tooth surface (enamel) via the hemidesmosome and the basement plate. The latter is composed of periodontal ligament (periodontal ligament), collagen fibers are embedded in the cementum of the periodontal surface while being calcified, and the fibers are also embedded in the alveolar bone while being calcified, and transferred to gingival fibers. Thus, the teeth are firmly bonded to the alveolar bone and gingiva.

歯周病とは、プラーク細菌を原因とする歯周組織における炎症性疾患であり、「歯肉炎」と「歯周炎」に分類される。歯肉のみに炎症が限局した「歯肉炎」と、炎症が歯根膜、歯槽骨にいたり、歯根膜による付着が破壊された場合を「歯周炎」と呼ぶ。通常は歯肉炎から歯周炎へと進行し、歯牙の周囲にポケット(溝)を形成する。ポケットが深くなるにつれて、ポケット内のプラーク細菌が増殖し炎症がより深部へと進行する.全身的な修飾因子(薬剤、血液疾患、免疫疾患、栄養状態、ストレス、疲労、喫煙等)が関与しているほか、歯軋り等の歯牙に対する力学的負担が過大となる場合に見られる曖合性外傷と呼ばれるような局所的な修解因子が、炎症を悪化させる。重度歯周炎に罹患して組織破壊が高度に進行した症例では、抜歯を免れても一度失われた歯周組織は元の形態機能を回復することはなく、治癒後は著しい機能・審美障害が残り患者のQOLを低下させる大きな要因となっている。  Periodontal disease is an inflammatory disease in the periodontal tissue caused by plaque bacteria, and is classified into “gingivitis” and “periodontitis”. “Gingivitis” in which inflammation is limited only to the gums, and when the inflammation is in the periodontal ligament, alveolar bone, or the attachment by the periodontal ligament is destroyed, is called “periodontitis”. Usually it progresses from gingivitis to periodontitis, forming pockets (grooves) around the teeth. As the pocket gets deeper, plaque bacteria in the pocket grow and inflammation progresses deeper. Ambiguity seen when systemic modifiers (drugs, blood disorders, immune disorders, nutritional status, stress, fatigue, smoking, etc.) are involved, and when the mechanical burden on teeth such as tooth decay is excessive Local remediation factors called trauma exacerbate inflammation. In cases with severe periodontitis and highly advanced tissue destruction, the periodontal tissue that was once lost even after evacuation was not restored to its original morphological function, and significant functional / esthetic disorders were observed after healing. However, this is a major factor that lowers the QOL of patients.

歯槽骨の吸収は歯周炎の特徴的な病態の一つであるが、それと同時に生ずる歯根セメント質および歯周靭帯(歯根膜)の喪失が歯周炎の本態である。歯根膜はその名のとおり靭帯様構造を示し、歯根表面のセメント質を介して歯を歯槽骨のソケット内に懸架して強大な咬合圧に対するクッションの役割を果たし、また血管成分に富み代謝活性が高く歯周組織の恒常性の維持に重要な役割を果たしている。半世紀近くにわたる歯周組織再生を目的とした数多くの研究にもかかわらず未だ適当な治療法が確立していないのは、歯槽骨だけではなくこの歯根膜組織を同時に再生させることが非常に困難だからである。歯根膜再生が伴わない場合には口腔内上皮の欠損部への進入や歯根の骨性癒着が生じて生物学的に不安定な状態で治癒することが明らかになっており、これらは歯周炎の再発や歯の脱落を招く原因となる。  Alveolar bone resorption is one of the characteristic pathologies of periodontitis, but the loss of periodontal cementum and periodontal ligament (periodontal ligament) that occurs at the same time is the essential condition of periodontitis. As the name suggests, the periodontal ligament has a ligament-like structure, and the tooth is suspended in the socket of the alveolar bone via the cementum on the root surface, acting as a cushion against strong occlusal pressure, and also rich in vascular components and metabolic activity It plays an important role in maintaining periodontal homeostasis. Despite numerous studies aimed at periodontal tissue regeneration for nearly half a century, it is very difficult to simultaneously regenerate this periodontal ligament tissue as well as the alveolar bone. That's why. When periodontal ligament regeneration is not accompanied, it has been clarified that entry into the defect of the oral epithelium and bone adhesion of the roots occur and heal in a biologically unstable state. It may cause a recurrence of the flame and loss of teeth.

この歯周炎を治療するために、現在、スケーリング・ルートプレーニング(S・RP)が行われている。これは、歯周炎に対する治療の基本となる術式で、歯周炎に羅患した部位において感染性の組織を機械的に除去し、主に細菌感染により汚染された歯根表面セメント質および歯根膜、歯肉組織を特殊な器具を用いて除去し、歯根面に周囲組織の付着しやすい形態を付与させ自然治癒を期待する方法である。治癒形態はおもに処置根面に上皮が進行増殖して形成される上皮性付着が主体となる。この方法であれば、外科的処置が必要なく、無麻酔もしくは局所的な浸潤麻酔のみで処置でき、審美的及び機能的に問題のない部位であれば必要十分な処置法である。しかしながら、進行した歯周炎において歯槽骨が破壊された症例では処置後に再感染が予想される場合、この処置法のみでは不十分である。また、歯牙の形態が複雑な部位では術式が困難となり易く、この場合は外科的処置法が適応となる。S・RPのみでは処置しきれない複雑な形態をもつ部位に対して、外科的に歯肉弁(フラップ)を形成し明視下で治療するといった外科的処置が施される。治癒形態は基本的にはS・RPと同じ上皮性付着を期待するものである。そして、これらの処置には常に出血という現象を抑える必要性がある。  In order to treat this periodontitis, scaling and root planing (S / RP) is currently performed. This is the basic method of treatment for periodontitis, infectious tissue is mechanically removed at the site affected by periodontitis, and the root surface cementum and roots contaminated mainly by bacterial infection. This is a method that expects natural healing by removing the membrane and gingival tissue using a special instrument, giving the root surface a form in which surrounding tissue is easily attached. The healing form mainly consists of epithelial adhesion formed by epithelial progression and proliferation on the treatment root surface. This method is a necessary and sufficient treatment method as long as it does not require surgical treatment, can be treated only with no anesthesia or local infiltration anesthesia, and has no aesthetic and functional problems. However, in cases where alveolar bone is destroyed in advanced periodontitis, this procedure is not sufficient if reinfection is expected after treatment. In addition, a surgical procedure is likely to be difficult at a site where the tooth shape is complicated, and in this case, a surgical treatment method is applied. Surgical procedures such as surgically forming a gingival flap (flap) and treating under clear vision are performed on a site having a complicated shape that cannot be treated only with S / RP. The healing form basically expects the same epithelial adhesion as S · RP. And these treatments always need to suppress the phenomenon of bleeding.

こうした中、歯周組織を積極的に再建しようとする再生医療技術が活発に研究され始めた。幾つかの技術は、すでに治療に利用されており、骨切除や骨移植、粘膜移植等が挙げられる。この歯槽骨移植としては、自家・他家・異種骨移植・人工骨移植に分類される。
主に自家骨移植が行われ、口腔内の別の部位から採取される骨片を骨欠損部に移植する方法である。また他家骨移植においては脱灰凍結乾燥他家移植骨(DFDBA)が欧米で用いられ良好な臨床成績を上げている。人工骨では代表的なものでハイドロキシアバタイト(HA)が用いられる。治癒形態はS・RPのみに比較すると欠損部位における血餅の保持において有効に働く面もあり、上皮侵入を阻害すると同時に、歯根膜細胞が遊走しやすい条件を提供できると考えられるが、動物実験において治癒形態の主体はやはり新生セメント質及び歯根膜の再生を起こさない上皮性付着が主体となることが報告されている。自家骨移植は抗原性や感染の問題が最も低く、当然受給部に受け入れられやすい。また、骨移植材に骨伝導能・骨誘導能が期待できる利点がある。しかしながら、自家骨移植では必要量の移植骨を確保することが難しい。また、他家・異種骨移植は抗原性・感染性の問題が残っており、移植材の種類を問わず、骨欠損部位が大きく、歯根面と移植骨が接する範囲が大きいと歯牙の骨性癒着(アンキローシス)を起こすという問題点があった。
Under such circumstances, regenerative medical technology for actively reconstructing periodontal tissue has been actively researched. Some techniques have already been used for treatment, and include bone resection, bone transplantation, mucosal transplantation and the like. This alveolar bone graft is classified into autologous, other family, heterogeneous bone graft, and artificial bone graft.
This is a method in which autologous bone transplantation is mainly performed, and a bone fragment collected from another site in the oral cavity is transplanted into a bone defect part. In allogeneic bone transplantation, decalcified freeze-dried allograft bone (DFDBA) has been used in Europe and the United States, and has achieved good clinical results. A representative artificial bone is hydroxyabatite (HA). Compared to S / RP alone, the healing form also works effectively in maintaining clots at the defect site, and it is thought that it can provide conditions that prevent periodontal ligament cells from migrating at the same time as inhibiting epithelial invasion. Have been reported that the main form of healing is epithelial adhesion that does not cause regeneration of the new cementum and periodontal ligament. Autologous bone grafts have the lowest antigenicity and infection problems and are naturally accepted by the receiving department. In addition, there is an advantage that the bone grafting material can be expected to have osteoconductivity and osteoinductivity. However, it is difficult to secure a necessary amount of transplanted bone by autologous bone transplantation. In addition, allogeneic and xenogeneic bone transplantation still has problems of antigenicity and infectivity. Regardless of the type of grafting material, if the bone defect site is large and the area where the root surface and the transplanted bone are in contact is large, There was a problem of causing adhesion (ankylossis).

1970年代後半から80年代にかけてスカンジナヴィアの研究グループは、上皮組織および歯肉結合組織は歯根膜の再生能に欠け、また骨組織は歯根表面に対して骨性癒着を引き起こすことを確認し、歯根膜組織の再生には歯根膜組織由来の細胞が欠損部、特に歯根表面に存在することが必要であることを見出した。この概念に基づいて考案されたのが組織再生誘導法(GTR法)であり、この方法とは治癒過程において増殖速度が速く早期に欠損部に進入する上皮細胞を生体親和性遮断膜で抑制し、同時に欠損部のスペースメイキングを行うことにより歯根膜組織再生を可能にするものである。この方法は、現在、最も歯周組織再生が期待できる方法であり、スペースメイキングが容易な骨欠損形態を示す部位において良好な成績を収めている。しかしながら、この方法では臨床術式が複雑であること、複雑な欠損形態を示す部位に関しては生体親和性膜を歯根面に正確に設置することが難しいこと、また治癒期間中は感染の問題からその膜上が歯肉弁で完全に被覆されていなければならず、予後が術式及び環境に左右され易い問題点があった。また、その生体親和性膜には吸収性と非吸収性があり、前者を使用した場合膜を除去するための再手術が必要となり、後者は再手術の必要はないがスペースメイキングをする上で強度的に問題が残る。また残存歯根膜からの細胞遊走を期待しているため再生量が限られてしまう他、膜の保持という観点からも適応症例は垂直性骨欠損の一部だけになる。中高年に広く見られる広範型慢性歯周炎においては水平性骨吸収が主な病態であり、このGTRでは対応できない場合が少なくない。  In the late 1970s and 1980s, a Scandinavian research group confirmed that epithelial tissue and gingival connective tissue lack the ability to regenerate periodontal ligaments, and that bone tissue causes bone adhesion to the root surface. It has been found that for the regeneration of the tissue, cells derived from periodontal ligament tissue must be present on the defect part, particularly on the root surface. The tissue regeneration induction method (GTR method) was devised based on this concept. This method suppresses epithelial cells that have a rapid growth rate in the healing process and rapidly enter the defect with a biocompatible blocking membrane. At the same time, the periodontal ligament tissue can be regenerated by space-making the defect. This method is currently the method that can be expected to regenerate periodontal tissue most, and has achieved good results at a site showing a bone defect form that is easy to make space. However, with this method, the clinical procedure is complicated, and it is difficult to accurately place a biocompatible film on the root surface for sites that show complex defects. The membrane had to be completely covered with a gingival flap, and the prognosis was easily affected by the surgical procedure and the environment. In addition, the biocompatible membrane has absorbability and non-absorbability, and when the former is used, re-operation is necessary to remove the membrane, and the latter does not require re-operation, but space making is necessary. Problems remain in strength. In addition to expecting cell migration from the remaining periodontal ligament, the amount of regeneration is limited, and from the viewpoint of membrane retention, the indication is only a part of vertical bone defect. Horizontal bone resorption is the main pathological condition in the widespread chronic periodontitis that is widely seen in middle-aged and elderly people, and there are many cases that this GTR cannot cope with.

このように、歯周組織の再生において歯根膜由来細胞が不可欠な因子であることが解かっていても、このGTR法をはじめとする従来の治療法は成長因子の応用はあるものの残存組織からの細胞遊走を期待するだけであり、そのため組織再生量は欠損形態あるいは残存歯根膜組織量に大きく影響され、その適応症が限られてしまうのが現状である。高度に破壊された歯周組織においては再生の基盤となる細胞を残存周囲組織からの遊走に期待するだけでは不充分であり外来性に供給することが必要であることが明らかになりつつある。歯周組織における再生療法の目的は、いかにこの上皮性付着による治癒を抑制し、歯根膜による結合組織性付着を獲得するかに焦点が置かれている。  Thus, even though it is known that periodontal ligament-derived cells are an indispensable factor in the regeneration of periodontal tissue, conventional therapies such as this GTR method have been applied to growth factors, but have been applied from residual tissues. Only cell migration is expected, so the amount of tissue regeneration is greatly influenced by the defect form or the amount of residual periodontal ligament tissue, and its indication is limited at present. In highly destroyed periodontal tissues, it is becoming clear that it is not sufficient to expect cells that are the basis for regeneration from migrating from the remaining surrounding tissues, and it is necessary to supply them exogenously. The purpose of regenerative therapy in periodontal tissue is focused on how to suppress this epithelial healing and acquire connective tissue adherence by the periodontal ligament.

近年、その細胞移植法を行うことによって組織再生を目指す研究がいくつか報告された。これらは単一の細胞を3次元的マトリックスに播種し組織欠損部へ注入移植を行ったものが多いが、そのいずれも未だ期待した組織構築を実現するには至っていない。理由として考えられるのは細胞ソースの選択、そして組織欠損内において細胞分化の局在性をコントロールすることが難しいためであると考えられる。歯周組織再生には歯根表面にセメント質新生が伴うことが必須であり、軟組織である歯周靭帯のみならずこのセメント質、また歯槽骨という硬組織を同時に再生させ機能的に相互結合させる必要がある。これらの組織がそれぞれ異なる組織特異的な前駆細胞や成長因子の作用により時間差をもって形成されるならば、歯周組織再生における細胞移植法はより繊細なものでなければならない。つまり単にスペースメイキングされた欠損部に単一の細胞を注入して生体内での組織分化に任せるのではなく、細胞の配置場所を規定しそれぞれの部位に適切な細胞を配置することが必要とされる。  In recent years, several studies aiming at tissue regeneration by performing the cell transplantation method have been reported. In many cases, single cells are seeded in a three-dimensional matrix and implanted and transplanted into a tissue defect, but none of them has yet achieved the expected tissue construction. The reason may be that it is difficult to select the cell source and control the localization of cell differentiation within the tissue defect. It is essential for the regeneration of periodontal tissue to be accompanied by the formation of cementum on the root surface, and it is necessary to simultaneously regenerate and functionally connect not only the soft tissue of the periodontal ligament but also the cementum and the hard tissue of the alveolar bone. There is. If these tissues are formed with a time difference due to the action of different tissue-specific progenitor cells and growth factors, cell transplantation in periodontal tissue regeneration must be more delicate. In other words, instead of simply injecting a single cell into a space-made defect and entrusting it to tissue differentiation in vivo, it is necessary to define the location of the cell and place an appropriate cell at each site. Is done.

その際に必要となる細胞は、ガラス表面上あるいは種々の処理を行った合成高分子の表面上にて培養されてきた。例えば、ポリスチレンを材料とする表面処理、例えばγ線照射、シリコーンコーティング等を行った種々の容器等が細胞培養用容器として普及している。このような細胞培養用容器を用いて培養・増殖した細胞は、トリプシンのような蛋白分解酵素や化学薬品により処理することで容器表面から剥離・回収される。しかし、上述のような化学薬品処理を施して増殖した細胞を回収する場合、処理工程が煩雑になり、不純物混入の可能性が多くなること、及び増殖した細胞が化学的処理により変成若しくは損傷し細胞本来の機能が損なわれる例があること等の欠点が指摘されていた。  The cells required in this case have been cultured on the surface of glass or on the surface of synthetic polymers subjected to various treatments. For example, various containers and the like subjected to surface treatment using polystyrene as a material, for example, γ-ray irradiation, silicone coating, and the like are widely used as cell culture containers. Cells cultured and proliferated using such a cell culture container are peeled and collected from the container surface by treatment with a protease such as trypsin or a chemical. However, when recovering cells grown by chemical treatment as described above, the treatment process becomes complicated, the possibility of contamination is increased, and the grown cells are altered or damaged by chemical treatment. Disadvantages have been pointed out that there are cases where the original function of cells is impaired.

かかる欠点を克服するために、これまでいくつかの技術が提案されている。その中で、特に特許文献1では、水に対する上限もしくは下限臨界溶解温度が0〜80℃である温度応答性ポリマーを基材表面に被覆した細胞培養支持体上で前眼部関連細胞を培養し、必要に応じて常法により培養細胞層を重層化させ、支持体の温度を変えるだけで培養した細胞シートを剥離させることで、十分な強度を持った細胞シートの作製が可能となった。また、この細胞シートには基底膜様蛋白質も保持しており、上述したディスパーゼ処理したものに比べ、組織への生着性も明らかに改善されている。そして、その温度応答性ポリマーで基材表面を被覆した細胞培養支持体上で歯根膜細胞を培養し、歯根膜細胞シートを得、その後、培養液温度を上限臨界溶解温度以上又は下限臨界溶解温度以下とし、培養した歯根膜細胞シートを高分子膜に密着させ、そのまま高分子膜と共に剥離させること、及びそれを所定の方法で3次元構造化させることにより、構造欠陥の少ない、in vitroでの歯根膜様組織として幾つかの機能を備えた細胞シート、及び3次元構造が構築されることを見いだした(特許文献2、非特許文献1、非特許文献2)。しかしながら、いずれの方法においても、生体組織をより良く再生するためには、生体にさらに良好に付着させる検討が必要であった。  In order to overcome such drawbacks, several techniques have been proposed so far. Among them, in Patent Document 1, in particular, an anterior ocular segment-related cell is cultured on a cell culture support having a substrate surface coated with a temperature-responsive polymer having an upper or lower critical solution temperature of 0 to 80 ° C. If necessary, the cultured cell layer is layered by a conventional method, and the cultured cell sheet is peeled off only by changing the temperature of the support, thereby making it possible to produce a cell sheet having sufficient strength. In addition, this cell sheet also retains a basement membrane-like protein, and the engraftment to the tissue is clearly improved as compared with the above-mentioned dispase-treated one. Then, periodontal ligament cells are cultured on a cell culture support whose surface is coated with the temperature-responsive polymer to obtain a periodontal ligament cell sheet, and then the culture solution temperature is equal to or higher than the upper critical solution temperature or the lower critical solution temperature. In vitro, the cultured periodontal ligament cell sheet is closely attached to the polymer membrane, and is peeled off together with the polymer membrane, and is three-dimensionally structured by a predetermined method, thereby reducing structural defects in vitro. It has been found that a cell sheet having several functions as a periodontal ligament-like tissue and a three-dimensional structure are constructed (Patent Document 2, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2). However, in any of the methods, in order to better regenerate the living tissue, it is necessary to study for better adhesion to the living body.

特開平2−211865号公報JP-A-2-21865 再表2005−103233号公報No. 2005-103233

Tissue Engineering,11(3/4),469−478(2005)Tissue Engineering, 11 (3/4), 469-478 (2005) Journal of Periodontal Research,43,364−371(2008)Journal of Periodical Research, 43, 364-371 (2008)

本発明は、上記のような生体から流出する血液の凝固に関する問題点を解決することを意図してなされたものである。具体的には、生体からの出血を抑える方法として、流出する血液の表面をアモルファス化させ凝固させる方法を示す。また、その過程で判明した当該凝固方法の利用方法を提案することを意図してなされたものである。すなわち、本発明は、従来技術と全く異なった発想からの生体から流出する血液の凝固方法を提供することを目的とする。また、本発明は、その凝固方法の利用方法を提供することも目的とする。  The present invention has been made with the intention of solving the above-described problems relating to coagulation of blood flowing out of a living body. Specifically, as a method of suppressing bleeding from the living body, a method of amorphizing and coagulating the surface of the flowing blood is shown. In addition, it was made with the intention of proposing a method of using the coagulation method found in the process. That is, an object of the present invention is to provide a method for coagulating blood flowing out of a living body from an idea completely different from the prior art. Another object of the present invention is to provide a method for using the coagulation method.

本発明者らは、上記課題を解決するために、種々の角度から検討を加えて、研究開発を行った。その結果、発光ダイオード(LED)から発せられる、波長が380〜515nmの青紫のスペクトル帯域の光を生体組織から流出した血液へ照射すると、当該血液表面が速やかに凝固させられ、しかも生体への影響が極めて低いことを見出した。しかもその凝固方法は、単に出血を止める効果があるばかりでなく、生体組織を再生する場として、或いは組織再生を目的とした歯根膜細胞シートの接着する場としても極めて有用であることも見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。  In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied and developed from various angles. As a result, when light in the blue-violet spectral band having a wavelength of 380 to 515 nm emitted from a light emitting diode (LED) is irradiated to blood that has flowed out of the living tissue, the blood surface is rapidly coagulated and has an effect on the living body. Was found to be very low. Moreover, the coagulation method not only has an effect of stopping bleeding, but also has been found to be extremely useful as a place for regenerating a living tissue or a place for adhesion of a periodontal ligament cell sheet for the purpose of tissue regeneration. . The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、生体組織から流出した血液を凝固させる方法として、発光ダイオード(LED)から発せられる、波長が380〜515nmの青紫のスペクトル帯域の光を照射する方法を提供する。また、本発明は当該血液凝固方法によって得られた組織再生に有用な血餅を利用する方法、加えて当該凝固方法によって得られた血液凝固方面を生体組織再生医療に有効な細胞シートを移植する場として利用する方法を提供する。  That is, the present invention provides a method of irradiating light in a blue-violet spectral band having a wavelength of 380 to 515 nm, which is emitted from a light emitting diode (LED), as a method of coagulating blood flowing out of a living tissue. Further, the present invention is a method of using a blood clot useful for tissue regeneration obtained by the blood coagulation method, and additionally transplanting a cell sheet effective for living tissue regeneration medicine to the blood coagulation direction obtained by the coagulation method. Provide a method to use as a place.

本発明の方法に従えば、生体組織から流出した血液の表面を速やかに凝固させることができる。この方法は、出血を抑えるばかりではなく、その凝固によって得られた血餅が生体組織の再生や細胞シートの接着する場としても有用である。このような技術は、生体内のいずれの部位においても有用であり、本発明は細胞工学、医用工学などの医学、歯学、生物学等の分野における極めて有用な発明である。  According to the method of the present invention, the surface of blood that has flowed out of a living tissue can be rapidly coagulated. This method not only suppresses bleeding, but is also useful as a place where blood clots obtained by coagulation regenerate living tissue and adhere cell sheets. Such a technique is useful at any site in a living body, and the present invention is a very useful invention in the fields of medicine, dentistry, biology and the like such as cell engineering and medical engineering.

実施例1の抜歯直後の患部の出血のようすを示す図である。  It is a figure which shows the appearance of the bleeding of the affected part immediately after tooth extraction of Example 1. FIG. 実施例1の青色LED光を10秒間照射した後のようすを示す図である。  It is a figure which shows the appearance after irradiating the blue LED light of Example 1 for 10 seconds. 実施例1の1週間後の患部のようすを示す図である。  It is a figure which shows the appearance of the affected part one week after Example 1. FIG. 実施例2の実験方法を示す図である。  FIG. 4 is a diagram showing an experimental method of Example 2. 実施例2で凝固させた血液の断面のようすを透過型電子顕微鏡で観察した結果をを示す図である。図中の矢印(→)がさしている部分が青色LED照射によって形成された血液表面のアモルファス層であり、この層の存在により生体組織から流出した血液を抑える役割を有する。図中の小さな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた血小板であり、大きな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた他の細胞成分である。図中のPMLは多形核白血球、RBCは赤血球を示す。図中のバーは2μmを示す。  It is a figure which shows the result of having observed the cross section of the blood coagulated in Example 2 with the transmission electron microscope. The portion indicated by the arrow (→) in the figure is an amorphous layer on the blood surface formed by blue LED irradiation, and has the role of suppressing blood flowing out of the living tissue due to the presence of this layer. Small * marks in the figure are platelets collected by the formation of the amorphous layer, and large * marks are other cell components collected by the formation of the amorphous layer. PML in the figure indicates polymorphonuclear leukocytes, and RBC indicates erythrocytes. The bar in the figure indicates 2 μm. 実施例2の図5の矢印部分を拡大して透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。図5と同様に、図中の矢印(→)がさしている部分が青色LED照射によって形成された血液表面のアモルファス層であり、この層の存在により生体組織から流出した血液を抑える役割を有する。図中の小さな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた血小板であり、大きな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた他の細胞成分である。図中のRBCは赤血球を示す。図中のバーは1μmを示す。  It is a figure which shows the result of having expanded the arrow part of FIG. 5 of Example 2, and having observed with the transmission electron microscope. As in FIG. 5, the portion indicated by the arrow (→) in the drawing is an amorphous layer on the blood surface formed by blue LED irradiation, and has the role of suppressing blood that has flowed out of the living tissue due to the presence of this layer. Small * marks in the figure are platelets collected by the formation of the amorphous layer, and large * marks are other cell components collected by the formation of the amorphous layer. RBC in the figure indicates red blood cells. The bar in the figure indicates 1 μm. 比較例1の青色LED未照射時の血液のようすを透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。血液表面にアモルファス層は認められず、また血小板が集まってくるようすも観察されなかった。図中のRBCは赤血球を示す。図中のバーは1μmを示す。を示す図である。  It is a figure which shows the result of having observed the appearance of the blood at the time of blue LED non-irradiation of the comparative example 1 with the transmission electron microscope. No amorphous layer was observed on the blood surface, and no platelets were observed to collect. RBC in the figure indicates red blood cells. The bar in the figure indicates 1 μm. FIG.

本発明は生体組織から流出する血液を凝固させる技術である。その方法とは、当該血液表面へ波長が380〜515nmの青紫のスペクトル帯域の発光ダイオード(LED)から発せられる光を照射することによる。この青色LEDを血液表面へ照射するとヘモグロビン(最大吸収波長:430nm)と反応し、即時に血液表面が凝固し、止血できることが分かった。本発明は、この430nm領域を含む青色LEDから発せられる光を利用するものであり、したってこの光であれば特に限定されるものではなく、それを発生さえるためのダイオード、装置、照射治具等の種類、サイズ、形状等に何ら限定されるものではない。また、本発明においては青色LED光の照射時間、照射距離、その他の照射方法についても何ら限定されるものではない。本発明の青色LEDから発せられる光を利用すれば生体組織に有害な紫外線の発生もなく好都合である。  The present invention is a technique for coagulating blood flowing out of a living tissue. The method is based on irradiating the blood surface with light emitted from a light emitting diode (LED) in a blue-violet spectral band having a wavelength of 380 to 515 nm. When this blue LED was irradiated to the blood surface, it reacted with hemoglobin (maximum absorption wavelength: 430 nm), and it was found that the blood surface immediately coagulates and can be stopped. The present invention uses light emitted from a blue LED including the 430 nm region, and is not particularly limited as long as this light is used. A diode, apparatus, and irradiation jig for generating the light are not particularly limited. It is not limited to the kind, size, shape and the like. In the present invention, the irradiation time of the blue LED light, the irradiation distance, and other irradiation methods are not limited at all. Utilizing the light emitted from the blue LED of the present invention is advantageous without generation of ultraviolet rays harmful to living tissue.

本発明による血液凝固機構は必ずしも十分に解明されている訳ではないが、本発明の青色LEDから発せられる光を生体組織から流出した血液へ照射すると、その血液の表面がアモルファス化し薄い層が形成され、この表層によって血液成分を閉じ込めていることが分かった。本発明ではこのアモルファス化表層によって閉じ込められた血液を血餅と言い、この血餅は生体組織の再生に極めて有効であることも示すものである。このような血餅の利用方法としては特に限定されるものではなく、例えば、生体各部位における創傷、潰瘍等を治癒させる過程、組織再生を目的に行われる細胞シートの移植部位の作製に極めて有用である。また、歯科領域の治療における抜歯後の歯茎の再生、組織再生誘導治療法(GTR法)、インプラントの固定、歯根膜組織の再生を目的に利用する歯根膜細胞シートを移植する場としても極めて有用である。さらには、例えばワーファリン等を服用し血液が固まり難い患者を治療する際に、本発明の方法は生体組織に影響が少ない止血手段として極めて有用である。  Although the blood coagulation mechanism according to the present invention has not been fully elucidated, when the light emitted from the blue LED of the present invention is irradiated to the blood flowing out of the living tissue, the blood surface becomes amorphous and a thin layer is formed. It was found that this surface layer confined blood components. In the present invention, the blood confined by the amorphized surface layer is referred to as a blood clot, and this blood clot also indicates that it is extremely effective for the regeneration of living tissue. There are no particular limitations on the use of such clots. For example, it is extremely useful in the process of healing wounds, ulcers, etc. in various parts of the body, and in the preparation of cell sheet transplants for the purpose of tissue regeneration. It is. It is also very useful as a place to transplant periodontal ligament cell sheets for the purpose of dental regeneration, gum regeneration after extraction, tissue regeneration induction treatment (GTR method), implant fixation, periodontal tissue regeneration It is. Furthermore, the method of the present invention is extremely useful as a hemostatic means having little influence on living tissues when, for example, a patient taking warfarin or the like and treating a patient whose blood is hard to solidify.

ここで、本発明で使用される歯根膜細胞シートとは、キャリアに密着された靭帯様微小構造(「靭帯様」とは、培養歯根膜細胞シートが歯根象牙質に密着、配向している状態を指す)を有する培養歯根膜細胞シートである。本発明の培養歯根膜細胞シートの作製に使用される好適な細胞として歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合されたものが挙げられるが、その種類は、何ら制約されるものではない。ここでいう歯根膜細胞とは、それ自身に歯根膜線維芽細胞、セメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞、及びそれらの幹細胞が含まれていると考える。本発明において、高生着性再生歯根膜細胞シートとは、上記した各種細胞が培養支持体上で単層状に培養され、その後、支持体より剥離されたシートを意味する。得られた細胞シートは培養時に培養支持体に接していた下側面とそれとは反対側の上側面を有する。細胞を培養する際、本発明で示す水に対する上限もしくは下限臨界溶解温度が0〜80℃である温度応答性ポリマーで基材表面を被覆した細胞培養支持体を利用すれば、細胞シート下側面に細胞が培養時に自ら産生した接着性蛋白質が豊富に存在している。  Here, the periodontal ligament cell sheet used in the present invention is a ligament-like microstructure that is in close contact with a carrier ("ligament-like" is a state in which the cultured periodontal ligament cell sheet is in close contact with and oriented to the periodontal dentin Is a cultured periodontal ligament cell sheet. Periodontal ligament fibroblasts as suitable cells used for the preparation of the cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention, or the periodontal ligament fibroblasts, cement blast cells, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, Examples include a mixture of at least one or more mesenchymal stem cells, but the type is not limited. Periodontal ligament cells as used herein include periodontal ligament fibroblasts, cementoblasts, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, mesenchymal stem cells, and their stem cells. Think. In the present invention, the highly engrafted regenerated periodontal ligament cell sheet means a sheet in which the various cells described above are cultured in a single layer on a culture support and then peeled off from the support. The obtained cell sheet has a lower side in contact with the culture support at the time of culture and an upper side opposite to the lower side. When culturing cells, if a cell culture support having a substrate surface coated with a temperature-responsive polymer having an upper or lower critical solution temperature of 0 to 80 ° C. in water according to the present invention is used, There are abundant adhesion proteins produced by the cells themselves during culture.

本発明の高生着性再生歯根膜細胞シートとは、上述した歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞の、間葉系幹細胞少なくとも1つ以上の細胞が混合された単層状のシートであっても良く、またそれを積層化したシートでも良い。ここで積層化シートとは、その高生着性再生歯根膜細胞シートが単独若しくは別の細胞からなるシートと組み合わされた状態のもでも良く、例えば、上述した歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された細胞シートを重ね合わしたもの、上述した単層状細胞シートにこのものとは別のセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞の少なくとも1つ以上の細胞からなる培養細胞シートを重ね合わしたもの等が挙げられるが特に制約されるものではない。またその積層する位置、順番、積層回数は特に制約されるものではないが、例えば、上述した歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された単層状細胞シートの下側或いは上側の少なくとも一方もしくは双方に同じ細胞シートが積層化されたもの、上述した単層状細胞シートの下側或いは上側の少なくとも一方もしくは双方にこれとは別のセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞の少なくとも1つ以上の細胞からなる細胞シートが積層化されたもの、或いは歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された単層状細胞シートに対し、同じ細胞シートと別のセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞の少なくとも1つ以上の細胞からなる細胞シートが積層化されたものでも良い。さらに、その積層化が歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された単層状細胞シートの上側に骨芽細胞からなる細胞シートを重ね、下側にセメント芽細胞からなる細胞シートを重ね合わしたもの、歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された単層状細胞シートの上側に歯肉線維芽細胞からなる細胞シートを重ね、その上にさらに骨芽細胞からなる細胞シートを重ね、下側にセメント芽細胞からなる細胞シートを重ね合わしたものでも良い。積層回数は8回以下が良く、好ましくは6回以下、さらに好ましくは4回以下が良い。8回より多くなると積層化した中心部の細胞シートに酸素、栄養分が行き届かなくなり細胞死してしまい好ましくない。  The highly engraftment regenerated periodontal ligament cell sheet of the present invention is the periodontal fibroblasts described above, or the periodontal fibroblasts, cement blasts, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, It may be a single-layer sheet in which at least one or more cells of leaf stem cells are mixed, or may be a sheet obtained by laminating them. Here, the laminated sheet may be a state in which the highly engrafted regenerated periodontal ligament cell sheet alone or in combination with a sheet made of another cell, such as the periodontal fibroblasts described above or the periodontal ligament thereof. A cell sheet in which at least one cell of at least one of cement blast, osteoblast, gingival fibroblast, vascular endothelial cell, and mesenchymal stem cell is mixed with fibroblast, and the above-described monolayer cell sheet In addition to this, there may be mentioned, but not limited to, a culture cell sheet composed of at least one cell of cement blast cells, osteoblasts, and gingival fibroblasts. Further, the position, order, and number of times of lamination are not particularly limited. For example, the periodontal fibroblasts described above, or the periodontal fibroblasts, cement blasts, osteoblasts, and gingival fibroblasts. The same cell sheet is laminated on the lower side or at least one or both of the upper side or the lower side of the monolayer cell sheet in which at least one of cells, vascular endothelial cells, and mesenchymal stem cells is mixed. A cell sheet composed of at least one cell of cement blast cells, osteoblasts, and gingival fibroblasts, which is separated from at least one or both of the lower side and upper side of the cell sheet, or a tooth root At least one of membrane fibroblasts, or periodontal fibroblasts, cement blasts, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, and mesenchymal stem cells Even if the cell sheet consisting of at least one cell of the same cell sheet and another cement blast, osteoblast, gingival fibroblast is laminated to the monolayer cell sheet mixed with the above cells good. Further, the lamination is periodontal ligament fibroblast, or the periodontal ligament fibroblast is further added with cement blast, osteoblast, gingival fibroblast, vascular endothelial cell and mesenchymal stem cell. A cell sheet made of osteoblasts is stacked on the upper side of the mixed monolayer cell sheet, and a cell sheet made of cement blasts is stacked on the lower side, periodontal fibroblasts, or periodontal fibroblasts. Overlaying a cell sheet composed of gingival fibroblasts on top of a monolayer cell sheet mixed with at least one cell of cement blast cells, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, mesenchymal stem cells, A cell sheet made of osteoblasts may be further stacked thereon, and a cell sheet made of cement blasts may be stacked on the lower side. The number of lamination is preferably 8 times or less, preferably 6 times or less, and more preferably 4 times or less. If it is more than 8 times, oxygen and nutrients will not reach the laminated cell sheet in the central part, resulting in cell death.

本発明における上述した細胞を培養するための培地組成は特に限定されるものではなく、これらの細胞を培養する際に通常使われているもので良い。例えば、歯根膜線維芽細胞、或いはその歯根膜線維芽細胞にさらにセメント芽細胞、骨芽細胞、歯肉線維芽細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞の少なくとも1つ以上の細胞が混合された細胞シートを培養する際の培地として、α−MEM培地、DMEM培地、或いはそれらの混合物に10%ウシ血清を混合したもの、或いはそのものにさらに50μg/ml濃度でアスコルビン酸2リン酸を加えたものでも良い。  The composition of the medium for culturing the above-described cells in the present invention is not particularly limited, and those usually used when culturing these cells may be used. For example, periodontal ligament fibroblasts, or cells in which at least one cell of cement blasts, osteoblasts, gingival fibroblasts, vascular endothelial cells, and mesenchymal stem cells is mixed with the periodontal ligament fibroblasts As a medium for cultivating the sheet, α-MEM medium, DMEM medium, or a mixture thereof mixed with 10% bovine serum, or further added with ascorbic acid diphosphate at a concentration of 50 μg / ml good.

本発明における高生着性培養歯根膜細胞シートは培養時にディスパーゼ、トリプシン等で代表される蛋白質分解酵素による損傷を受けていないものである。そのため、基材から剥離された高生着性培養歯根膜細胞シートは、細胞−細胞間のデスモソーム構造が保持され、構造的欠陥が少なく、強度の高いものである。また、本発明のシートは培養時に形成される細胞−基材間の基底膜様蛋白質も酵素による破壊を受けていない。このことにより、移植時において患部組織と良好に接着することができ、効率良い治療を実施することができるようになる。以上のことを具体的に説明すると、トリプシン等の通常の蛋白質分解酵素を使用した場合、細胞−細胞間のデスモソーム構造及び細胞、基材間の基底膜様蛋白質等は殆ど保持されておらず、従って、細胞は個々に分かれた状態となって剥離される。その中で、蛋白質分解酵素であるディスパーゼに関しては、細胞−細胞間のデスモソーム構造については10〜60%保持した状態で剥離させることができることで知られているが、細胞−基材間の基底膜様蛋白質等を殆ど破壊してしまうため、得られる細胞シートは強度の弱いものである。これに対して、本発明の細胞シートは、デスモソーム構造、基底膜様蛋白質共に80%以上残存された状態のものであり、上述したような種々の効果を得ることができるものである。  The highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet according to the present invention is not damaged by proteolytic enzymes such as dispase and trypsin during culture. Therefore, the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet peeled from the substrate retains the cell-cell desmosome structure, has few structural defects, and has high strength. In addition, in the sheet of the present invention, the basement membrane-like protein between the cell and the substrate formed during the culture is not damaged by the enzyme. As a result, it is possible to adhere well to the affected tissue at the time of transplantation, and an efficient treatment can be performed. Specifically, when using a normal proteolytic enzyme such as trypsin, the cell-cell desmosome structure and the cell, the basement membrane-like protein between the substrate is hardly retained, Therefore, the cells are separated and separated in an individual state. Among them, dispase, a proteolytic enzyme, is known to be able to be detached in a state where the cell-cell desmosome structure is maintained at 10 to 60%. The obtained cell sheet is weak because it almost destroys the protein. In contrast, the cell sheet of the present invention is in a state where 80% or more of the desmosome structure and the basement membrane-like protein remain, and can obtain various effects as described above.

本発明における高生着性培養歯根膜細胞シートは生体組織である歯根表面に極めて良好に生着する。その性質は、支持体表面から剥離させた培養歯根膜細胞シートの収縮を抑えることで実現されることを見いだした。その際、培養歯根膜細胞シートの収縮率はシート内の何れの方向における長さにおいても20%以下であることが望ましく、好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下であることが好ましい。シートの何れかの方向の長さにおいて20%以上となると、剥離した細胞シートはたるんでしまい、その状態で生体組織に付着させても組織に密着させられず、本発明で示すところの高生着性は望めない。  The highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet in the present invention engrafts very well on the tooth root surface which is a living tissue. It has been found that this property is realized by suppressing the contraction of the cultured periodontal ligament cell sheet exfoliated from the support surface. At that time, the contraction rate of the cultured periodontal ligament cell sheet is desirably 20% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less in the length in any direction within the sheet. When the length in any direction of the sheet is 20% or more, the detached cell sheet sags, and even if it adheres to the living tissue in that state, it does not adhere to the tissue, and the high engraftment as shown in the present invention Sex cannot be expected.

培養歯根膜細胞シートを収縮させない方法は、細胞シートを収縮させない方法であれば何ら制約されるものではないが、例えば、支持体から培養歯根膜細胞シートを剥離させる際、これらの細胞シートに中心部を切り抜いたリング状のキャリアなどを密着させ、そのキャリアごと細胞シートを剥離する方法などが挙げられる。  The method of not contracting the cultured periodontal ligament cell sheet is not limited as long as the method does not contract the cell sheet. For example, when the cultured periodontal ligament cell sheet is peeled off from the support, Examples include a method in which a ring-shaped carrier or the like cut out from a part is brought into close contact, and the cell sheet is peeled off together with the carrier.

高生着性培養歯根膜細胞シートを密着させる際に使用するキャリアは、本発明の細胞シートが収縮しないように保持するための構造物であり、例えば高分子膜または高分子膜から成型された構造物、金属性治具などを使用することができる。例えば、キャリアの材質として高分子を使用する場合、その具体的な材質としてはポリビニリデンジフルオライド(PVDF)、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロース及びその誘導体、紙類、キチン、キトサン、コラーゲン、ウレタン等を挙げることができる。  The carrier used when closely attaching the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet is a structure for holding the cell sheet of the present invention so as not to contract, for example, a polymer film or a structure molded from the polymer film An object, a metallic jig, etc. can be used. For example, when a polymer is used as the carrier material, specific examples of the material include polyvinylidene difluoride (PVDF), polypropylene, polyethylene, cellulose and derivatives thereof, papers, chitin, chitosan, collagen, urethane, and the like. Can be mentioned.

本発明において密着という場合、細胞シートが収縮しないように、細胞シートとキャリアとの境界面において、キャリア上で細胞シートがずれたり移動したりしない状態のことをいい、物理的に結合することにより密着していても、両者のあいだに存在する液体(例えば培養液、その他の等張液)を介して密着していてもよい。  In the present invention, close contact refers to a state in which the cell sheet does not shift or move on the carrier at the boundary surface between the cell sheet and the carrier so that the cell sheet does not contract. Even if they are in close contact, they may be in close contact via a liquid (for example, a culture solution or other isotonic solution) existing between the two.

キャリアの形状は、特に限定されるものではないが、例えば得られた高生着性培養歯根膜細胞シートを移植する際に、キャリアの一部に移植部位と同程度もしくは移植部位より大きく切り抜いたものを利用すると、細胞シートは切り抜かれた周囲の部分だけに固定され、切り抜かれた部分にある細胞シートを移植部位に当てるだけで良く、好都合である。  The shape of the carrier is not particularly limited. For example, when transplanting the obtained highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet, a part of the carrier cut out to the same extent or larger than the transplant site When the cell sheet is used, the cell sheet is fixed only to the peripheral part of the cutout, and it is only necessary to apply the cell sheet in the cutout part to the transplantation site.

また、本発明における培養歯根膜細胞シートの特徴である歯根表面への高い生着性は、特定の培養条件下で実現される。すなわち、本発明の培養歯根膜細胞シートは、支持体表面上に歯根膜細胞を播種後、培養することで得られるが、支持体表面上で細胞がコンフルエント(満杯な状態)になってから21日以下、好ましくは15日以下、さらに10日以下であることが好ましいことが判明した。21日より多いと剥離した培養歯根膜細胞シートの最下層の細胞の活性が低下し、そのため付着性も低減してしまい、本発明に示すところの高生着性は望めなくなる。  Moreover, the high engraftment property on the tooth root surface, which is a feature of the cultured periodontal ligament cell sheet in the present invention, is realized under specific culture conditions. That is, the cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention is obtained by seeding periodontal ligament cells on the surface of the support and then culturing. However, after the cells become confluent (full state) on the surface of the support 21 It has been found that it is preferably less than a day, preferably less than 15 days, and more preferably less than 10 days. If it is longer than 21 days, the activity of the cells in the lowermost layer of the cultured periodontal ligament cell sheet is reduced, so that the adhesion is also reduced, and the high engraftment shown in the present invention cannot be expected.

本発明の歯根表面とは、歯根部であれば特に限定されるものではなく、一般には、歯周組織の一部或いは全部を損傷もしくは欠損した患部などが挙げられる。このような歯根表面に対し、本発明の高生着性培養歯根膜細胞シートの利用法は特に限定されないが、例えば、本発明の高生着性培養歯根膜細胞シートを被覆する方法が挙げられる。その際、培養歯根膜細胞シートを患部の大きさ、形状に沿って適宜切断しても良い。このように、本発明の高生着性培養歯根膜細胞シートとは、生体組織である歯根表面に極めて良好に付着できるものであり、従来技術からでは全く得られなかったものである。  The tooth root surface of the present invention is not particularly limited as long as it is a tooth root part, and generally includes an affected part in which a part or all of periodontal tissue is damaged or lost. The method of using the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention on such a root surface is not particularly limited, and examples thereof include a method of coating the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention. At that time, the cultured periodontal ligament cell sheet may be appropriately cut along the size and shape of the affected part. As described above, the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention can adhere to the tooth root surface, which is a living tissue, very well, and has never been obtained from the prior art.

細胞培養支持体において基材の被覆に用いられる温度応答性ポリマーは、水溶液中で上限臨界溶解温度または下限臨界溶解温度0℃〜80℃、より好ましくは20℃〜50℃を有する。上限臨界溶解温度または下限臨界溶解温度が80℃を越えると細胞が死滅する可能性があるので好ましくない。また、上限臨界溶解温度または下限臨界溶解温度が0℃より低いと一般に細胞増殖速度が極度に低下するか、または細胞が死滅してしまうため、やはり好ましくない。  The temperature-responsive polymer used for coating the substrate in the cell culture support has an upper critical solution temperature or a lower critical solution temperature of 0 ° C to 80 ° C, more preferably 20 ° C to 50 ° C in an aqueous solution. If the upper critical lysis temperature or the lower critical lysis temperature exceeds 80 ° C., the cells may die, which is not preferable. Further, when the upper critical lysis temperature or the lower critical lysis temperature is lower than 0 ° C., the cell growth rate is generally extremely reduced or the cells are killed, which is also not preferable.

本発明に用いる温度応答性ポリマーはホモポリマー、コポリマーのいずれであってもよい。このような高分子としては、例えば、特開平2−211865号公報に記載されているポリマーが挙げられる。具体的には、例えば、以下のモノマーの単独重合または共重合によって得られる。使用し得るモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド化合物、N−(若しくはN,N−ジ)アルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体、またはビニルエーテル誘導体が挙げられ、コポリマーの場合は、これらの中で任意の2種以上を使用することができる。更には、上記モノマー以外のモノマー類との共重合、ポリマー同士のグラフトまたは共重合、あるいはポリマー、コポリマーの混合物を用いてもよい。また、ポリマー本来の性質を損なわない範囲で架橋することも可能である。  The temperature-responsive polymer used in the present invention may be either a homopolymer or a copolymer. Examples of such a polymer include polymers described in JP-A-2-21865. Specifically, for example, it can be obtained by homopolymerization or copolymerization of the following monomers. Examples of the monomer that can be used include a (meth) acrylamide compound, an N- (or N, N-di) alkyl-substituted (meth) acrylamide derivative, or a vinyl ether derivative. Two or more of these can be used. Furthermore, copolymerization with monomers other than the above monomers, grafting or copolymerization of polymers, or a mixture of polymers and copolymers may be used. Moreover, it is also possible to crosslink within a range that does not impair the original properties of the polymer.

被覆を施される基材としては、通常細胞培養に用いられるガラス、改質ガラス、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等の化合物を初めとして、一般に形態付与が可能である物質、例えば、上記以外の高分子化合物、セラミックス類など全て用いることができる。  Examples of the base material to be coated include substances that can generally give form, such as glass, modified glass, polystyrene, polymethylmethacrylate, and the like, which are usually used for cell culture, such as polymers other than those described above. All compounds, ceramics, etc. can be used.

温度応答性ポリマーの支持体への被覆方法は、特に制限されないが、例えば、特開平2−211865号公報に記載されている方法に従ってよい。すなわち、かかる被覆は、基材と上記モノマーまたはポリマーを、電子線照射(EB)、γ線照射、紫外線照射、プラズマ処理、コロナ処理、有機重合反応のいずれかにより、または塗布、混練等の物理的吸着等により行うことができる。  The method for coating the support with the temperature-responsive polymer is not particularly limited, and may be, for example, the method described in JP-A-2-21865. That is, such coating is performed by applying a substrate and the above monomer or polymer to one of electron beam irradiation (EB), γ-ray irradiation, ultraviolet irradiation, plasma treatment, corona treatment, organic polymerization reaction, or physical application such as coating and kneading. It can be performed by, for example, mechanical adsorption.

温度応答性ポリマーの被覆量は、0.5〜5.0μg/cm2の範囲が良く、好ましくは1.0〜4.0μg/cm2であり、さらに好ましくは1.2〜3.5μg/cm2である。0.5μg/cm2より少ない被覆量のとき、刺激を与えても当該高分子上の細胞は剥離し難く、作業効率が著しく悪くなり好ましくない。逆に5.0μg/cm2以上であると、その領域に細胞が付着し難く、細胞を十分に付着させることが困難となる。本発明における支持体の形態は特に制約されるものではないが、例えばディッシュ、マルチプレート、フラスコ、セルインサートなどが挙げられる。  The coating amount of the temperature-responsive polymer is preferably in the range of 0.5 to 5.0 μg / cm 2, preferably 1.0 to 4.0 μg / cm 2, more preferably 1.2 to 3.5 μg / cm 2. is there. When the coating amount is less than 0.5 μg / cm 2, the cells on the polymer are difficult to peel off even when a stimulus is applied, and the working efficiency is remarkably deteriorated. On the other hand, if it is 5.0 μg / cm 2 or more, it is difficult for cells to adhere to the region, and it becomes difficult to sufficiently attach the cells. The form of the support in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a dish, a multiplate, a flask, and a cell insert.

本発明において、細胞の培養は上述のようにして製造された細胞培養支持体上で行われる。培地温度は、基材表面に被覆された前記ポリマーが上限臨界溶解温度を有する場合はその温度以下、また前記ポリマーが下限臨界溶解温度を有する場合はその温度以上であれば特に制限されない。しかし、培養細胞が増殖しないような低温域、あるいは培養細胞が死滅するような高温域における培養が不適切であることは言うまでもない。温度以外の培養条件は、常法に従えばよく、特に制限されるものではない。例えば、使用する培地については、公知のウシ胎児血清(FCS)等の血清が添加されている培地でもよく、また、このような血清が添加されていない無血清培地でもよい。  In the present invention, cells are cultured on the cell culture support produced as described above. The culture medium temperature is not particularly limited as long as the polymer coated on the substrate surface has an upper critical solution temperature or lower, and when the polymer has a lower critical solution temperature or higher, the temperature is not particularly limited. However, it goes without saying that culturing in a low temperature range where cultured cells do not proliferate or in a high temperature range where cultured cells die is inappropriate. The culture conditions other than the temperature may be in accordance with conventional methods and are not particularly limited. For example, the medium to be used may be a medium to which serum such as known fetal calf serum (FCS) is added, or a serum-free medium to which such serum is not added.

本発明の方法において、培養した細胞を支持体材料から剥離回収するには、培養された高生着性培養歯根膜細胞シートをキャリアに密着させ、細胞の付着した支持体材料の温度を支持体基材の被覆ポリマーの上限臨界溶解温度以上若しくは下限臨界溶解温度以下にすることによって、そのままキャリアとともに剥離することができる。なお、シートを剥離することは細胞を培養していた培養液中において行うことも、その他の等張液中において行うことも可能であり、目的に合わせて選択することができる。  In the method of the present invention, in order to peel and recover the cultured cells from the support material, the cultured highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet is brought into close contact with the carrier, and the temperature of the support material to which the cells are attached is determined based on the support base. By making the temperature higher than the upper critical solution temperature or lower than the lower critical solution temperature of the coating polymer of the material, it can be peeled off together with the carrier. Note that peeling of the sheet can be performed in a culture solution in which cells are cultured or in another isotonic solution, and can be selected according to the purpose.

本発明では、細胞シートを患部に当てた後、細胞シートをキャリアからはがせば良い。そのはがし方は、何ら制約されるものではないが、例えば、キャリアを濡らしてキャリアと細胞シートの密着性を弱めてはがす方法、或いはメス、はさみ、レーザー光、プラズマ波などの治具を用いても切断する方法でも良い。例えば上述したような一部を切り抜いたキャリアに密着した細胞シートを用いた場合、レーザー光などを用いて患部の境界線に沿って切断すると患部以外の余計なところへの細胞シートの付着を避けられ好都合である。  In the present invention, after the cell sheet is applied to the affected area, the cell sheet may be peeled off from the carrier. The method of peeling is not limited at all, but for example, a method of wetting the carrier to weaken the adhesion between the carrier and the cell sheet, or using a knife such as a knife, scissors, laser light, plasma wave, etc. Also, a method of cutting may be used. For example, when using a cell sheet that is in close contact with a carrier that has been partially cut out as described above, cutting along the boundary line of the affected area using laser light or the like avoids attachment of the cell sheet to an extra area other than the affected area. It is convenient.

本発明で示すところの高生着性再生歯根膜細胞シートと生体組織との固定方法は特に限定されるものではなく、細胞シートと生体組織を生体内で使用可能な接着剤による接合、縫合しても良く、或いは本発明で示すところの高生着性培養歯根膜細胞シートは生体組織と速やかに生着するため、このような手段を用いずに患部に付着させるだけでも良い。  The method for fixing the highly engrafted regenerated periodontal ligament cell sheet and the living tissue shown in the present invention is not particularly limited, and the cell sheet and the living tissue are joined and sutured with an adhesive that can be used in vivo. Alternatively, since the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet as shown in the present invention is rapidly engrafted with the living tissue, it may be simply adhered to the affected area without using such means.

本発明における積層化シートは、その積層方法は特に限定されるものではないが、上述したキャリアに密着した高生着性培養歯根膜細胞シートを以下のような方法で行えば良い。
(1)キャリアと密着した細胞シートを細胞培養支持体に付着させ、その後培地を加えることでキャリアを細胞シートからはがし、そして更に別のキャリアと密着した細胞シートを付着させることを繰り返すことで細胞シートを重層化させる方法。
(2)キャリアと密着した細胞シートを反転させ細胞培養支持体上でキャリア側で固定させ、細胞シート側に別の細胞シートを付着させ、その後培地を加えることでキャリアを細胞シートからはがし、再び別の細胞シートを付着させる操作を繰り返すことで細胞シートを重層化させる方法。
(3)キャリアと密着した細胞シート同士を細胞シート側で密着させる方法。
(4)キャリアと密着した細胞シートを生体の患部に当て、細胞シートを生体組織に付着させた後、キャリアをはがし、再び別の細胞シートを重ねていく方法。
The lamination method of the laminated sheet in the present invention is not particularly limited, but the highly adherent cultured periodontal ligament cell sheet in close contact with the carrier described above may be performed by the following method.
(1) A cell sheet adhered to a carrier is adhered to a cell culture support, and then the medium is added to peel the carrier from the cell sheet, and further, a cell sheet adhered to another carrier is repeatedly adhered to the cell. A method of layering sheets.
(2) The cell sheet in close contact with the carrier is inverted and fixed on the carrier side on the cell culture support, another cell sheet is attached to the cell sheet side, and then the medium is added to peel off the carrier from the cell sheet. A method of layering cell sheets by repeating the operation of attaching another cell sheet.
(3) A method in which cell sheets in close contact with a carrier are brought into close contact with each other on the cell sheet side.
(4) A method in which a cell sheet in close contact with a carrier is applied to an affected part of a living body, the cell sheet is attached to a living tissue, the carrier is peeled off, and another cell sheet is stacked again.

高生着性培養歯根膜細胞シートを高収率で剥離、回収する目的で、細胞培養支持体を軽くたたいたり、ゆらしたりする方法、更にはピペットを用いて培地を撹拌する方法等を単独で、あるいは併用して用いてもよい。加えて、必要に応じて培養細胞は等張液等で洗浄して剥離回収してもよい。  For the purpose of exfoliating and collecting the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet with high yield, a method of gently tapping or shaking the cell culture support, or a method of stirring the medium using a pipette, etc. Or they may be used in combination. In addition, the cultured cells may be separated and recovered by washing with an isotonic solution or the like as necessary.

本発明に示される高生着性培養歯根膜細胞シートの用途は何ら制約されるものではないが、例えば度歯周炎、重度歯周炎及びその他の歯周関連疾患、歯肉退縮、歯肉炎等の歯肉関連疾患に有効である。  Although the use of the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet shown in the present invention is not limited at all, for example, degree periodontitis, severe periodontitis and other periodontal-related diseases, gingival recession, gingivitis, etc. Effective for gingival related diseases.

本発明の方法に従えば、生体組織から流出した血液の表面を速やかに凝固させることができる。この方法は、出血を抑えるばかりではなく、その凝固によって得られた血餅が生体組織の再生や細胞シートの接着する場としても有用である。加えて、上述の方法により得られた高生着性培養歯根膜細胞シートは、従来の方法により得られたものに比べて、剥離の際の非侵襲性の点で極めて優れており、移植用歯根膜等として臨床応用が強く期待される。特に、本発明の高生着性培養歯根膜細胞シートは従来の移植シートとは異なり、生体組織との高い生着性を有するため、極めて速く生体組織に生着する。このことから、GTRでは受動的に周囲組織(主に残存歯根膜)からの細胞遊走を期待するだけであったが、この細胞シートを用いることにより非常に高密度に標的細胞を移植することができるようになる。また、自己の細胞を用いることから抗原性・感染性の問題を解決できる。細胞移植という観点から見れば、コラーゲンゲル内で3次元培養を行った細胞をゲルごと移植する研究、生体吸収性膜上に細胞を播種して培養を行い膜ごと移植する研究等が進められているが、細胞密度に関しては圧倒的に細胞シートが勝っており、また吸収性膜などの介在物がない、純粋な細胞・細胞外基質成分のみの細胞シートの方が組織に定着する上で有利なのは明らかである。治癒過程における上皮の侵入が大きな課題であるが、歯根面にあらかじめ結合組織性細胞の定着が起きていればそれを防ぐことが出来る。この培養細胞の歯根面への定着においては、培養細胞の分泌した接着分子をふくむ細胞外基質を細胞と同時に非侵襲的に回収して移植するため、移植細胞の歯根面への早期定着にも有利に働くと予想される。歯牙の周囲に存在する付着器官はセメント質、歯根膜(靭帯部)・歯槽骨といった特殊な階層構造をもつ。これまでの研究で歯根膜組織を構築し得る細胞は歯周組織では歯槽骨でもなく歯肉でもなく、歯根膜内のみに存在することが確認されている。また歯根膜内には様々な細胞が存在しており(支持歯槽骨を形成する骨芽細胞系細胞、歯根膜の靭帯を形成する線維芽細胞、セメント質を形成するセメント芽細胞、確認はされていないが組織幹細胞も当然存在すると思われる。)これらの細胞を分離する研究も進められていて、歯根膜から採取した細胞を分離して細胞シートを作製し、移植時に積層化を行い3次元的な極性を持たせることにより、より効率よく付着器官を再構築できると考えている。以上のことは、患部の治療効率の向上、更には患者の負担の軽減もはかられ極めて有効な技術と考えられる。  According to the method of the present invention, the surface of blood that has flowed out of a living tissue can be rapidly coagulated. This method not only suppresses bleeding, but is also useful as a place where blood clots obtained by coagulation regenerate living tissue and adhere cell sheets. In addition, the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet obtained by the above-described method is extremely superior in non-invasive points at the time of detachment as compared with those obtained by the conventional method. Clinical application is strongly expected as a membrane. In particular, unlike the conventional transplanted sheet, the highly engrafted cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention has a high engraftability with the living tissue, and thus engrafts the living tissue very quickly. For this reason, GTR passively expected only cell migration from surrounding tissues (mainly the remaining periodontal ligament), but using this cell sheet allows transplantation of target cells at a very high density. become able to. Moreover, the problem of antigenicity and infectivity can be solved by using self cells. From the perspective of cell transplantation, research has been conducted on transplanting cells that have been three-dimensionally cultured in a collagen gel, and research on seeding and culturing cells on a bioabsorbable membrane and transplanting the entire membrane. However, the cell sheet is overwhelmingly superior in terms of cell density, and a cell sheet containing only pure cells / extracellular matrix components, which are free of inclusions such as absorbent membranes, is more advantageous for colonization in tissues. It is clear. Invasion of the epithelium during the healing process is a major issue, but it can be prevented if connective tissue cells have been established on the root surface in advance. In this colonization of cultured cells to the root surface, the extracellular matrix containing the adhesion molecules secreted by the cultured cells is collected and transplanted non-invasively at the same time as the cells. Expected to work favorably. The attached organs around the teeth have a special hierarchical structure such as cementum, periodontal ligament (ligament), and alveolar bone. It has been confirmed that the cells capable of constructing periodontal ligament tissue exist in the periodontal tissue only in the periodontal ligament and not in the alveolar bone or gingiva. There are various cells in the periodontal ligament (osteoblastic cells that form the supporting alveolar bone, fibroblasts that form the ligaments of the periodontal ligament, and cement blasts that form the cementum. However, tissue stem cells may naturally exist.) Research to isolate these cells is also underway, and cells collected from the periodontal ligament are prepared to produce cell sheets that are layered at the time of transplantation. It is thought that the adherent organ can be reconstructed more efficiently by giving a specific polarity. The above is considered to be an extremely effective technique for improving the treatment efficiency of the affected area and further reducing the burden on the patient.

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but these do not limit the present invention in any way.

臨床の場において、患者の同意を得て、抜歯部位へ青色LEDから発する光を照射した。その際に利用した装置、照射条件は以下の通りである。
1.Blue−violet LED 380−515nm.
2.Power output at the light−guide tip:942mW.
3.Continuous output.
4.Light guide aperture:1 cm in diameter(0.785cm2).
5.Output power measured on a power meter at 410nm(Nova,Ophir,North Andover,MA)showed approximately 750mW/cm2 at a distance of 1 cm from light emitter aperture.
6.Irradiation area:approxmately 1.25cm2.
7.Irradiation time of 10 sec equals energy 50 joules and an energy density of 7.5J/cm2.
8.Irradiation time of 20 sec equals energy 100 joules and an energy density of 15 J/cm2.
9.Bluephase G2 device,Ivoclar Vivadent,Schaan,Liechtenstein
抜歯直後の患部のようす(図1)から生体組織から血液が流出していることが分かる。その後、当該患部へ青色LED光を10秒間照射したところ、患部からの出血は止まった(図2)。患部の1週間後のようすを図3に示す。以上より、本発明は出血を速やかに止める効果を有することが分かった。
In the clinical field, with the consent of the patient, the extraction site was irradiated with light emitted from the blue LED. The apparatus and irradiation conditions used at that time are as follows.
1. Blue-violet LED 380-515 nm.
2. Power output at the light-guide tip: 942 mW.
3. Continuous output.
4). Light guide aperture: 1 cm in diameter (0.785 cm 2).
5. Output power measured on a power meter at 410 nm (Nova, Ophir, North Andover, Mass.) Showered proximity 750 mW / cm2 at a distance of 1 ft.
6). Irradiation area: approxmately 1.25 cm2.
7). Irradiation time of 10 sec quality energy 50 joules and an energy density of 7.5 J / cm2.
8). Irradiation time of 20 sec quality energy 100 joules and an energy density of 15 J / cm2.
9. Bluephase G2 device, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein
From the appearance of the affected area immediately after the extraction (FIG. 1), it can be seen that blood is flowing out from the living tissue. Thereafter, when the affected area was irradiated with blue LED light for 10 seconds, bleeding from the affected area stopped (FIG. 2). The appearance one week after the affected area is shown in FIG. From the above, it was found that the present invention has an effect of quickly stopping bleeding.

本発明における血液凝固機構を調べるために、血液をペトリディッシュ上に置き、青色LED光を照射し(図4)、得られた血液を透過型電子顕微鏡で観察した。透過型電子顕微鏡で観察するサンプルは、2.5%グルタルアルデヒド(0.1Mリン酸緩衝液使用)で2時間固定し、その後、4℃下で一晩、0.1Mリン酸緩衝液中に浸漬することで洗浄し、さらに、1%OsO(0.1Mリン酸緩衝液使用)で2時間固定することで得た。図5に凝固させた血液の断面のようすを示す。図中の矢印(→)がさしている部分が青色LED照射によって形成された血液表面のアモルファス層であり、この層の存在により生体組織から流出した血液を抑えていることが分かった。図中の小さな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた血小板であり、大きな*印は上記アモルファス層の形成によって集まってきた他の細胞成分である。図中のPMLは多形核白血球、RBCは赤血球を示す。青色LED光によって形成されたアモルファス層によって血小板が集まり、より効率よく止血されるようすが分かった。図6は図5の矢印部分を拡大して透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す。図5と同様に、図中の矢印(→)がさしている部分が青色LED照射によって形成された血液表面のアモルファス層であり、この層の存在により生体組織から流出した血液を抑えることが分かった。In order to examine the blood coagulation mechanism in the present invention, blood was placed on a Petri dish, irradiated with blue LED light (FIG. 4), and the obtained blood was observed with a transmission electron microscope. Samples to be observed with a transmission electron microscope were fixed with 2.5% glutaraldehyde (using 0.1 M phosphate buffer) for 2 hours, and then in 0.1 M phosphate buffer overnight at 4 ° C. It was obtained by immersing and further fixing with 1% OsO 4 (using 0.1 M phosphate buffer) for 2 hours. FIG. 5 shows a cross section of the coagulated blood. It was found that the portion indicated by the arrow (→) in the figure is an amorphous layer on the blood surface formed by blue LED irradiation, and the blood flowing out from the living tissue is suppressed by the presence of this layer. Small * marks in the figure are platelets collected by the formation of the amorphous layer, and large * marks are other cell components collected by the formation of the amorphous layer. PML in the figure indicates polymorphonuclear leukocytes, and RBC indicates erythrocytes. It has been found that the amorphous layer formed by the blue LED light collects platelets and stops hemostasis more efficiently. FIG. 6 shows the result of observing with the transmission electron microscope by enlarging the arrow part of FIG. As in FIG. 5, the part indicated by the arrow (→) in the figure is an amorphous layer on the blood surface formed by blue LED irradiation, and it was found that the blood flowing out of the living tissue is suppressed by the presence of this layer. .

比較例1Comparative Example 1

実施例2と同様な実験を青色LED光を照射させずに行った。そのときの血液のようすを図7に示す。血液表面にアモルファス層は認められず、また血小板が集まってくるようすも観察されなかった。図中のRBCは赤血球を示す。図中のバーは1μmを示す。
を示す図である。
The same experiment as in Example 2 was performed without irradiating the blue LED light. The appearance of blood at that time is shown in FIG. No amorphous layer was observed on the blood surface, and no platelets were observed to collect. RBC in the figure indicates red blood cells. The bar in the figure indicates 1 μm.
FIG.

市販の3.5cmφ培養皿(ベクトン・ディッキンソン・ラブウェア(Becton Dickinson Labware)社製ファルコン(FALCON)3001)上に、N−イソプロピルアクリルアミドモノマーを50%になるようにイソプロピルアルコールに溶解させたものを0.07ml塗布した。0.25MGyの強度の電子線を照射し、培養皿表面にN−イソプロピルアクリルアミドポリマー(PIPAAm)を固定化した。照射後、イオン交換水により培養皿を洗浄し、残存モノマーおよび培養皿に結合していないPIPAAmを取り除き、クリーンベンチ内で乾燥し、エチレンオキサイドガスで滅菌することで細胞培養支持体材料を得た。基材表面における温度応答性ポリマー量を測定したところ、1.6μg/cm被覆されていることが分かった。F344系ヌードラットの上顎臼歯部から歯根膜組織を採取し、常法に従い酵素処理することで歯根膜細胞を回収し、それぞれの支持体材料表面上に播種した(1×10cells/3.5cmDish)。培地として、DMEM培地に10%ウシ血清、50μg/mlになるようにアスコルビン酸2リン酸を添加したものを使用した。37℃、5%CO下で培養した結果、細胞培養支持体材料上の歯根膜細胞においても正常に付着し、増殖した。培養14日後に培養した細胞はコンフルエントの状態となり、さらに7日間培養した細胞の上に直径2mmの円状に切り抜いた直径5mmのポリビニリデンジフルオライド(PVDF)膜から成型したキャリアをかぶせ、培地を静かに吸引し、細胞培養支持体材料ごと20℃で30分インキュベートし冷却することで、何れの細胞培養支持体材料上の細胞もかぶせたキャリアと共に剥離させられた。得られた細胞シートは収縮率5%以下の1枚のシートとして十分に強度を持ったものであった。On a commercially available 3.5 cmφ culture dish (Falcon 3001 manufactured by Becton Dickinson Labware), N-isopropylacrylamide monomer dissolved in isopropyl alcohol to 50% 0.07 ml was applied. An electron beam with an intensity of 0.25 MGy was irradiated to immobilize N-isopropylacrylamide polymer (PIPAAm) on the surface of the culture dish. After irradiation, the culture dish was washed with ion-exchanged water to remove residual monomer and PIPAAm not bound to the culture dish, dried in a clean bench, and sterilized with ethylene oxide gas to obtain a cell culture support material. . When the amount of the temperature-responsive polymer on the substrate surface was measured, it was found that 1.6 μg / cm 2 was coated. Periodontal ligament tissue was collected from the maxillary molar portion of F344 nude rats, and periodontal ligament cells were collected by enzyme treatment according to a conventional method and seeded on the surface of each support material (1 × 10 5 cells / 3. 5 cm Dish). As the medium, a DMEM medium supplemented with 10% bovine serum and ascorbic acid diphosphate so as to be 50 μg / ml was used. As a result of culturing at 37 ° C. and 5% CO 2 , the periodontal ligament cells on the cell culture support material also adhered normally and proliferated. The cells cultured after 14 days of culture become confluent, and further, a medium molded from a polyvinylidene difluoride (PVDF) film with a diameter of 5 mm cut out into a circular shape with a diameter of 2 mm is placed on the cells cultured for 7 days, Was gently aspirated, incubated with the cell culture support material at 20 ° C. for 30 minutes and cooled, so that the cells on any of the cell culture support materials were peeled off with the carrier covered. The obtained cell sheet was sufficiently strong as a single sheet having a shrinkage rate of 5% or less.

次に、免疫不全小動物に歯周組織欠損部を作成し、患部へ青色LED光を20秒間照射した。その被照射部へ実施例3の培養歯根膜細胞シートを移植することを試みた。具体的には、F344系ヌードラットの上顎臼歯部近心歯槽骨に骨欠損を作製し、セメント質を削除、歯根象牙質を露出させ実験的歯周組織欠損を作製した。実施例3の培養歯根膜細胞シート下部を上述した露出象牙質面に被覆し、創傷面を保護することで移植を終えた。術後、1週間後、培養歯根膜細胞シートが歯根象牙質に密着、配向しており、靭帯様組織になっていることが分かった。本発明の培養歯根膜細胞シートを移植することで歯周組織を再建できていることが分かった。  Next, a periodontal tissue defect part was created in the immunodeficient small animal, and blue LED light was irradiated to the affected part for 20 seconds. An attempt was made to transplant the cultured periodontal ligament cell sheet of Example 3 to the irradiated part. Specifically, bone defects were prepared in the maxillary molar mesial alveolar bone of F344 nude rats, the cementum was removed, and the root dentin was exposed to create experimental periodontal tissue defects. The lower part of the cultured periodontal ligament cell sheet of Example 3 was coated on the exposed dentin surface described above, and the transplant was completed by protecting the wound surface. One week after the operation, it was found that the cultured periodontal ligament cell sheet was in close contact with the root dentin and oriented, resulting in a ligament-like tissue. It was found that periodontal tissue could be reconstructed by transplanting the cultured periodontal ligament cell sheet of the present invention.

本発明の方法に従えば、生体組織から流出した血液の表面を速やかに凝固させることができる。この方法は、出血を抑えるばかりではなく、その凝固によって得られた血餅が生体組織の再生や細胞シートの接着する場としても有用である。このような技術は、生体内のいずれの部位においても有用であり、本発明は細胞工学、医用工学などの医学、歯学、生物学等の分野における極めて有用な発明である。  According to the method of the present invention, the surface of blood that has flowed out of a living tissue can be rapidly coagulated. This method not only suppresses bleeding, but is also useful as a place where blood clots obtained by coagulation regenerate living tissue and adhere cell sheets. Such a technique is useful at any site in a living body, and the present invention is a very useful invention in the fields of medicine, dentistry, biology and the like such as cell engineering and medical engineering.

Claims (9)

発光ダイオード(LED)から発せられる、波長が380〜515nmの青紫のスペクトル帯域の光を生体組織から流出した血液へ照射し、当該流出血液表面を凝固させる、血液表面の凝固方法。A blood surface coagulation method that irradiates blood flowing out of a living tissue with light in a blue-violet spectral band having a wavelength of 380 to 515 nm emitted from a light emitting diode (LED) to coagulate the outflow blood surface. 流出血液表面の凝固方法が血餅作製に利用される、請求項1記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to claim 1, wherein the coagulation method of the outflow blood surface is used for clot preparation. 流出血液表面の凝固方法が止血に利用される、請求項1、2のいずれか1項記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to claim 1, wherein the coagulation method of the outflow blood surface is used for hemostasis. 流出血液表面の凝固方法が細胞シートの移植面作製に利用される、請求項1〜3のいずれか1項記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the coagulation method of the outflowed blood surface is used for producing a transplanted surface of a cell sheet. 流出血液表面の凝固方法が歯科領域の治療に利用される、請求項1〜4のいずれか1項記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the coagulation method of the outflow blood surface is used for treatment of a dental region. 歯科治療がワーファリン服用患者への治療である、請求項5記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to claim 5, wherein the dental treatment is treatment for a patient taking warfarin. 歯科治療が組織再生誘導治療法(GTR法)である、請求項5、6のいずれか1項記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to any one of claims 5 and 6, wherein the dental treatment is a tissue regeneration induction treatment method (GTR method). 歯科治療が歯根膜細胞シートを利用した歯根膜再生治療である、請求項4〜7のいずれか1項記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to any one of claims 4 to 7, wherein the dental treatment is a periodontal ligament regeneration treatment using a periodontal ligament cell sheet. 歯根膜細胞シートが細胞シートが積層化されたものである、請求項8記載の血液表面の凝固方法。The blood surface coagulation method according to claim 8, wherein the periodontal ligament cell sheet is a laminate of cell sheets.
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